Forças e potência (usinagem), Slides de Engenharia Mecânica

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Forças e Potências de Usinagem

Introdução

A força necessária para formar o cavaco , é dependente da tensão de cisalhamento do material da peça, das condições de usinagem e da área do plano de cisalhamento.

As forças de usinagem são consideradas como uma ação da peça sobre a ferramenta.

Forças

Quando ângulo da direção de avanço igual a 90°:

Fap = Fc

Fap = Força de apoio Ft = Força ativa

Forças

Força de corte

O fator de proporcionalidade (Kc) é denominado pressão específica de corte.

R elação entre Kc e h :

Força específica de corte, fatores de influência e considerações:

• Kc - fator puramente matemático
• Influenciado basicamente pelo material, em especial a resistência e elementos de liga
• Influenciado pela geometria da ferramenta

Kc1.1 representa o valor da forca específica para um cavaco com área de 1 mm^2 (b= mm, h=1mm)

Para cada grupo de materiais existe um valor de força específica de corte Kc

Força de corte

Força de corte

Fatores que influenciam o Kc:

• Material da peça
• Material e geometria da ferramenta
• Seção de corte
• Velocidade de corte
• Estado de afiação da ferramenta
• Condições de lubrificação e refrigeração

Exercício 1:

1) Calcular a força de corte para tornear uma peça com os seguintes parâmetros.

Material da peça: CK 60 D = 63 mm d = 60 mm f = 0,4 mm/rot Vc = 300 m/min L = 60 mm χ = 95º

Potência de corte

Potência de corte Pc é a potência disponível no gume da ferramenta e consumida na operação de remoção de cavacos. Uma máquina-ferramenta gera potência para girar seu eixo árvore e executar o movimento de corte e o movimento de avanço.

Potência efetiva

Potência efetiva Pe é calculada por:

Potência do motor

Potência do motor Pm é calculada por:

η = rendimento 60 - 80% para máquinas convencionais

90% para máquinas CNC

Volume de cavaco específico

O volume de cavaco específico Qc é calculada por:

Qc – Volume específico de cavaco [cm^3 /KW min] Pc - potencia de corte [kW] A – seção de usinagem [mm^2 ] Fc - forca de corte [N] vc - velocidade de corte [m/min] Kc – Força específica de corte [N/mm^2 ]

Exemplo 2:

Calcular a potência de corte do exemplo 1 e determinar se ela pode ser usinada em um torno CNC de potência igual a 25 kW.

= 10,8 kW

= = 12 kW